制备超吸收性聚合物的方法技术

本发明专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法。根据本发明专利技术制备超吸收性聚合物的方法包括以下步骤：对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合以形成水凝胶聚合物；干燥水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核-壳结构的聚合物颗粒混合；以及进行表面交联反应。根据本发明专利技术，通过在表面交联期间添加聚合物颗粒，可以获得具有改善的渗透性的超吸收性聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备超吸收性聚合物的方法
本专利技术涉及制备超吸收性聚合物的方法。更具体地，本专利技术涉及通过在表面交联期间添加聚合物颗粒来制备具有改善的渗透性的超吸收性聚合物的方法。本申请要求在2013年9月30日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0116679和在2014年9月30日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请10-2014-0130847的优先权权益，其全部内容在此引用作为参考。
技术介绍
超吸收性聚合物(SuperAbsorbentPolymer，SAP)是具有能够吸收其自身重量约500倍至约1000倍水分的功能的合成聚合物材料。各制造商已经将其命名为不同的名称，例如SAM(SuperAbsorbencyMaterial，超吸收性材料)、AGM(AbsorbentGelMaterial，吸收性凝胶材料)等。这种超吸收性聚合物起初被实际应用于卫生产品，并且其现在已经不仅广泛用于如一次性儿童尿布等的卫生产品，还用于园艺用保水性土产品、土木工程和建筑用止水材料、育苗用片材、食品流通领域的保鲜剂和泥敷剂用材料等。作为制备超吸收性聚合物的方法，已知的有反相悬浮聚合法、水溶液聚合法等。例如，日本专利公开No.Sho56-161408、Sho57-158209和Sho57-198714等中公开了反相悬浮聚合。此外，已知水溶液聚合法，例如热聚合法，其中在装备有多个轴的捏合机中将聚合物凝胶粉碎并冷却的同时使其聚合；以及光聚合法，其中在带上用UV线等照射高浓度水溶液以同时进行聚合和干燥。通过所述聚合反应获得的水凝胶聚合物通常在经干燥并粉碎后作为粉末产品出售。在使用超吸收性聚合物的产品中，渗透性是用于衡量待吸收液体的流动性的指标。渗透性可以根据诸如交联树脂的粒径分布、颗粒的形状和颗粒之间开孔的连通性、溶胀凝胶的表面改性等特性变化。液体穿过溶胀颗粒的流动性可以根据超吸收性聚合物组合物的渗透性变化。当渗透性低时，其使得液体不能轻易流过超吸收性聚合物组合物。一种用于提高超吸收性树脂的渗透性的方法可以包括例如用于使树脂聚合然后进行表面交联反应的方法。在这种情况下，已经使用了连同表面交联剂一起添加二氧化硅、粘土等的方法。例如，美国专利No.5,140,076和4,734,478公开了在干超吸收性聚合物粉末的表面交联期间添加二氧化硅。然而，其中存在的问题是：由于二氧化硅、粘土等的添加提高了渗透性，但其还显示出持水量和在压力下的吸收率的成比例降低，并且其在运输期间易于因为外部物理冲击而与超吸收性聚合物分离。
技术实现思路
技术问题为解决现有技术的前述问题，本专利技术的一个目的为：提供通过在表面交联期间添加聚合物颗粒来制备具有改善的渗透性的超吸收性聚合物的方法。技术方案为达成上述目的，本专利技术提供了制备超吸收性聚合物的方法，其包括以下步骤：对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合以形成水凝胶聚合物；干燥水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核-壳结构的聚合物颗粒混合；以及进行表面交联反应。专利技术效果根据本专利技术的制备方法，可以获得具有改善的物理特性而不降低持水量和在压力下的吸收率，同时具有改善的渗透性的超吸收性聚合物。具体实施方式虽然本专利技术易于实现各种修改和替换形式，但是对具体实施方案将详细说明和描述如下。然而应该理解，这些描述不欲将本专利技术限制于此处公开的特定形式，而旨在涵盖所有落入本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代。在下文中，将详细描述根据本专利技术实施方案的制备超吸收性聚合物的方法。根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法包括以下步骤：对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合以形成水凝胶聚合物；干燥水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核-壳结构的聚合物颗粒混合；以及进行表面交联反应。在根据本专利技术的制备超吸收性聚合物的方法中，超吸收性聚合物的原料单体组合物包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂。作为水溶性烯键式不饱和单体，在超吸收性聚合物的制备中通常使用的任何单体都可以不受限制地使用。例如，可以使用选自阴离子单体及其盐、非离子亲水性单体和含氨基的不饱和单体及其季铵化合物的一种或更多种单体。具体地，可以使用选自以下的一种或更多种化合物：阴离子单体，例如(甲基)丙烯酸、马来酸酐、富马酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰基乙磺酸、2-甲基丙烯酰基乙磺酸、2-(甲基)丙烯酰基丙磺酸，或2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及其盐；非离子亲水性单体，例如(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；和含氨基的不饱和单体，例如(N,N)-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯或(N,N)-二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酸酯，及其季铵化合物。更优选地，可以使用丙烯酸或其盐，例如，丙烯酸或其碱金属盐，例如丙烯酸钠。通过使用这种单体，可以制备具有优异的物理特性的超吸收性聚合物。在使用丙烯酸的碱金属盐作为单体的情况下，可以在用诸如氢氧化钠(NaOH)的碱性化合物中和后使用丙烯酸。基于包含超吸收性聚合物的原料和溶剂的单体组合物，水溶性烯键式不饱和单体的浓度可为按重量计约20％至约60％，优选地按重量计约40％至约50％，考虑到聚合时间和反应条件，可将其控制在适当的浓度。然而，当单体的浓度过低时，超吸收性聚合物的产率较低，并且可能存在经济效益问题。反之，当该浓度过高时，其可能引起工艺问题：一些单体可能被萃取，或者在粉碎过程中制备的水凝胶聚合物的粉碎效率显得较低，因此超吸收性聚合物的物理特性可能降低。在根据本专利技术的超吸收性聚合物的制备方法中，在聚合期间使用的聚合引发剂不受特别限制，只要其通常用于超吸收性聚合物的制备中即可。具体地，本文中可以使用的聚合引发剂包括热聚合引发剂或通过UV照射的光聚合引发剂，其取决于聚合方法。然而，即使在使用光聚合法的情况下，由于UV辐射等产生一定量的热量，以及根据放热聚合反应进行产生了一定程度的热量，可以额外包含热聚合引发剂。光聚合引发剂可以不受限制地使用，只要其为能够通过诸如UV光线的光而形成自由基的化合物即可。光聚合引发剂例如可以包括选自以下的一种或更多种引发剂：安息香醚、二烷基苯乙酮、羟基烷基酮、乙醛酸苯基酯、苄基二甲基缩酮、酰基膦和α-氨基酮。同时，酰基膦的具体实例可以包括正lucirinTPO，即，2,4,6-三甲基-苯甲酰基-三甲基氧化膦。ReinholdSchwalm的著作“UVCoatings:Basics,RecentDevelopmentsandNewApplication(Elsevier,2007)”第115页中明确公开了更多的光聚合引发剂，然而光聚合引发剂不限于上述实例。光聚合引发剂可以基于单体组合物以按重量计约0.01％至约1.0％的浓度包含在内。当光聚合引发剂的浓度过低时，聚合速率可能变慢；当光聚合引发剂的浓度过高时，超吸收性聚合物的分子量变小，并且其物理特性可能变得不均。此外，作为热聚合引发剂，可以使用选自以下的一种或更多种引发剂：基于过硫酸盐的引发剂、基于偶氮的引发剂、过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备超吸收性聚合物的方法，其包括以下步骤：对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合以形成水凝胶聚合物；干燥所述水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核‑壳结构的聚合物颗粒混合；以及进行表面交联反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 KR 10-2013-01166791.一种制备超吸收性聚合物的方法，其包括以下步骤：对包含水溶性烯键式不饱和单体和聚合引发剂的单体组合物进行热聚合或光聚合以形成水凝胶聚合物；干燥所述水凝胶聚合物；粉碎经干燥的聚合物；将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核-壳结构的聚合物颗粒混合；以及进行表面交联反应，其中，在所述具有核-壳结构的聚合物颗粒中，形成核部分的聚合物的玻璃化转变温度(Tg)低于形成壳部分的聚合物的玻璃化转变温度(Tg)。2.根据权利要求1所述的方法，其中将经粉碎的聚合物与表面交联剂和具有核-壳结构的聚合物颗粒混合的步骤在如下条件下进行：所述经粉碎的聚合物和所述表面交联剂的温度低于形成所述聚合物颗粒的壳部分的聚合物的玻璃化转变温度(Tg)。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇勋，韩章善，金美永，李相琪，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR